一种用于多热源的平板式蒸发器环路热管系统

摘要

本发明属于电子器件散热领域，并具体公开了一种用于多热源的平板式蒸发器环路热管系统。该系统包括蒸发器、气体管路、液体管路和冷凝器，其中：蒸发器为平板式蒸发器，并且其形状与热源分布的形状相匹配，从而保证蒸发器覆盖所有热源，蒸发器的两侧分别通过气体管路和液体管路与冷凝器连接，以此组成平板式蒸发器环路热管系统。本发明提供的用于多热源的平板式蒸发器环路热管系统中，蒸发器采用平板式蒸发器，并且其形状与热源分布的形状相匹配，从而可以同时对覆盖范围内多个热源进行同时散热，以此匹配大面积热源以及不规则形状热源，并且因蒸发器的加热面积较大，可以在同等热流密度下吸收更多热量，具有较好的传热效果，保护热源不受损坏。

权利要求

1.一种用于多热源的平板式蒸发器环路热管系统，其特征在于，该系统包括蒸发器(1)、气体管路(2)、液体管路(4)和冷凝器(3)，其中：所述蒸发器(1)为平板式蒸发器，并且其形状与热源(5)分布的形状相匹配，蒸发器(1)包括毛细芯(6)和补偿腔(7)，补偿腔(7)位于蒸发器内原理热源贴合面的一侧，毛细芯(6)应以小孔径和高渗透率作为必要筛选条件，气体管路(2)长度小于液体管路(4)的长度，所述蒸发器(1)上设置有凸台(9)，用于与处于不同平面的热源贴合，凸台(9)的形状为矩形或圆形，从而保证所述蒸发器(1)覆盖所有热源(5)，所述蒸发器(1)的两侧分别通过所述气体管路(2)和液体管路(4)与所述冷凝器(3)连接，以此组成所述平板式蒸发器环路热管系统，蒸发器(1)内的蒸气槽道方向与热源温度梯度大的方向一致，槽道之间增加连通槽道。

2.如权利要求1所述的用于多热源的平板式蒸发器环路热管系统，其特征在于，所述用于多热源的平板式蒸发器环路热管系统还包括系统充灌口(8)，所述系统充灌口(8)与所述液体管路(4)或所述蒸发器(1)的补偿腔连接，用于对所述平板式蒸发器环路系统抽真空或充灌工质。

3.如权利要求1所述的用于多热源的平板式蒸发器环路热管系统，其特征在于，所述气体管路(2)为光滑圆管。

4.如权利要求1所述的用于多热源的平板式蒸发器环路热管系统，其特征在于，所述气体管路(2)和液体管路(4)的外侧包裹有保温材料。

5.如权利要求1～4任一项所述的用于多热源的平板式蒸发器环路热管系统，其特征在于，所述用于多热源的平板式蒸发器环路热管系统由铜或铝制成。

说明书

一种用于多热源的平板式蒸发器环路热管系统

技术领域

[0001] 本发明属于电子器件散热领域，更具体地，涉及一种用于多热源的平板式蒸发器环路热管系统。

背景技术

[0002] 电子器件散热问题是工业生产中的重要问题，电子元件由于发热导致的自身温度升高会引起工作失效甚至模块烧毁。环路热管作为一种被动传热装置，被广泛应用于军工、航天和电子散热领域，其依靠相变传热相对于风机强制对流有了更好的效果。环路热管散热潜力大，同时具有无运动部件，运行时无噪声；管路布置灵活，能够进行长距离传输；能进行反重力运行以及传热温差小等优势。

[0003] 环路热管可以分为圆柱形环路热管和平板型环路热管。平板型环路热管位置布置灵活，和同等大小的圆柱形环路热管相比，可以有效增大与热源的接触面积，使得其能够应用在不同场合，并且方便调整气体流动方向来实现温度场与速度场的协同变化。随着热源的场景更新、功率变化以及分布调整，环路热管系统的结构与形式也在相应地改变。

[0004] 对于多热源散热问题，目前主要采用多蒸发器的混合环路热管系统，该类系统能针对性地匹配热源，但是同时也具有匹配裕度低的问题，并且随着混合环路热管的增多，系统将变得复杂，引起重量增加和启动不稳定等问题。对于功率不同的热源，混合环路热管也难以实现热源之间的平衡以及热均匀性。

发明内容

[0005] 针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种用于多热源的平板式蒸发器环路热管系统，其中该系统结合多热源分布不规则的特点，相应设计了与热源分布形状匹配的蒸发器，相应的可有效解决多热源散热系统复杂、不平衡的问题，因而尤其适用于多热源散热的应用场合。

[0006] 为实现上述目的，本发明提出了一种用于多热源的平板式蒸发器环路热管系统，该系统包括蒸发器、气体管路、液体管路和冷凝器，其中：所述蒸发器为平板式蒸发器，并且其形状与热源分布的形状相匹配，从而保证所述蒸发器覆盖所有热源，所述蒸发器的两侧分别通过所述气体管路和液体管路与所述冷凝器连接，以此组成所述平板式蒸发器环路热管系统。

[0007] 作为进一步优选地，所述蒸发器上设置有凸台，用于与处于不同平面的热源贴合。

[0008] 作为进一步优选地，所述凸台为矩形或圆形。

[0009] 作为进一步优选地，所述用于多热源的平板式蒸发器环路热管系统还包括系统充灌口，所述系统充灌口与所述液体管路或所述蒸发器的补偿腔连接，用于对所述平板式蒸发器环路系统抽真空或充灌工质。

[0010] 作为进一步优选地，所述气体管路为光滑圆管。

[0011] 作为进一步优选地，所述气体管路和液体管路的外侧包裹有保温材料。

[0012] 作为进一步优选地，所述蒸发器的形状为矩形、圆形或者矩形和圆形的组合形状。

[0013] 作为进一步优选地，所述用于多热源的平板式蒸发器环路热管系统由铜或铝制成。

[0014] 总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，主要具备以下的技术优点：

[0015] 1.本发明提供的用于多热源的平板式蒸发器环路热管系统中，蒸发器采用平板式蒸发器，并且其形状与热源分布的形状相匹配，从而可以同时对覆盖范围内多个热源进行同时散热，以此匹配大面积热源以及不规则形状热源，并且因蒸发器的加热面积较大，可以在同等热流密度下吸收更多热量，具有较好的传热效果，保护热源不受损坏，并且与多个蒸发器串并联组成的环路热管系统相比，具有加工方便、管路少、焊接费用低的优势；

[0016] 2.尤其是，本发明通过设置不同高度的凸台，能够与处于不同平面的热源贴合，从而避免因单热源而增设蒸发器所造成的成本增加，使得本发明提供的用于多热源的平板式蒸发器环路热管系统具有更广阔的应用前景；

[0017] 3.此外，本发明通过增设系统灌口，并对凸台、气体管路和液体管路的结构和设置方式进行优化，能够保证环路热管系统的散热效率。

附图说明

[0018] 图1是按照本发明优选实施例构建的用于多热源的平板式蒸发器环路热管系统的结构示意图；

[0019] 图2是本发明提供的用于多热源的平板式蒸发器环路热管系统的剖视图；

[0020] 图3是在非同一平面热源下应用本发明提供的用于多热源的平板式蒸发器环路热管系统的示意图；

[0021] 图4是按照本发明另一个优选实施例构建用于多热源的平板式蒸发器环路热管系统的结构示意图；

[0022] 图5是在不规则热源下应用本发明提供的用于多热源的平板式蒸发器环路热管系统的示意图；

[0023] 图6是在规则方形热源下应用本发明提供的用于多热源的平板式蒸发器环路热管系统的示意图；

[0024] 图7是在规则圆形热源下应用本发明提供的用于多热源的平板式蒸发器环路热管系统的示意图；

[0025] 图8是在规则方形热源下应用本发明提供的用于多热源的平板式蒸发器环路热管系统的示意图；

[0026] 图9是采用矩形组合蒸发器构建的用于多热源的平板式蒸发器环路热管系统的示意图；

[0027] 图10是图9中用于多热源的平板式蒸发器环路热管系统的立体示意图。

[0028] 在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：

[0029] 1-蒸发器，2-气体管路，3-冷凝器，4-液体管路，5-热源，6-毛细芯，7-补偿腔，8-系统充灌口，9-凸台。

具体实施方式

[0030] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

[0031] 如图1所示，本发明实施例提供了一种用于多热源的平板式蒸发器环路热管系统，该系统包括蒸发器1、气体管路2、液体管路4和冷凝器3，其中：蒸发器1为平板式蒸发器，并且其形状与热源分布的形状相匹配，可以为矩形、圆形或者矩形和圆形的组合形状，从而保证蒸发器1覆盖所有热源5，优选覆盖面积较小的蒸发器形状，如图2所示，蒸发器1包括毛细芯6和补偿腔7，补偿腔7位于蒸发器内原理热源贴合面的一侧，毛细芯6应以小孔径和高渗透率作为必要筛选条件，同时蒸发器1的两侧分别通过气体管路2和液体管路4与冷凝器3连接，以此组成平板式蒸发器环路热管系统，气体管路2长度小于液体管路4的长度。

[0032] 进一步，如图3所示，蒸发器1上设置有凸台9，用于与处于不同平面的热源贴合，凸台9的高度根据实际情况选择，凸台9的形状包括但不限于矩形、圆形灯可覆盖热源的形状，并且凸台9的高度根据热源的实际情况进行调整。

[0033] 进一步，如图4所示，用于多热源的平板式蒸发器环路热管系统还包括系统充灌口8，系统充灌口8与液体管路4或蒸发器1的补偿腔连接，用于对平板式蒸发器环路系统抽真空或充灌工质。

[0034] 进一步，冷凝器由并联管路或者串联管路连接而成，外侧有散热翅片，布置方式包括横置、纵置或其他角度，可以根据散热需要以及风速对管路和翅片进行布置，尽量布置在风速较大且湿度较低处。

[0035] 进一步，气体管路2和液体管路4的管路空间布置及管道截面大小、形状可以根据设计要求进行选择，一般地，气体管路2应避免弯管和变截面设计，建议采用光滑圆管并保证内径与蒸发器接口匹配，并且气体管路2和液体管路4的外侧包裹有保温材料。

[0036] 进一步，用于多热源的平板式蒸发器环路热管系统由导热系数高的材料或者密度小导热好的材料制成，包括但不限于铜、铝及其他合金材料制成；由于热源的分布不同，因此蒸发器1的外形包括但不限于矩形、多边形或者其他多边形组合形状，并且蒸发器1内的蒸气槽道方向，与热源温度梯度大的方向一致，有利于蒸气流动，槽道之间增加连通槽道以降低热不均匀性，图5～10是在不同热源下应用本发明提供的用于多热源的平板式蒸发器环路热管系统的示意图，可以根据实际工作需求对蒸发器1和冷凝器3布置形式进行适当调整，图1为两者在同一水平面内，图5是冷凝器3在蒸发器1上侧，热源位于蒸发器1上侧，图10是冷凝器3在蒸发器1上侧，且热源位于蒸发器1下侧。

[0037] 本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。